JP2009192426A - Sensor element and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の表面上に互いに同じ層構造を有する第1及び第2の部材が設けられたセンサ素子、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a sensor element provided with first and second members having the same layer structure on the surface of a substrate, and a method for manufacturing the same.
従来、基板上に変位可能に支持された振動子と、振動子と連結されて基板上にて同振動子と一体的に変位する可動電極及び可動電極に対向するように基板上に固定された固定電極からなる複数の電極部と、基板上に設けられて各可動電極及び固定電極にそれぞれ接続されて電気信号を通過させる複数の配線とを備え、角速度などの物理量を検出するためのセンサ素子及び同センサ素子を含むセンサ装置はよく知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a vibrator supported on a substrate in a displaceable manner, a movable electrode connected to the vibrator and displaced integrally with the vibrator on the substrate, and fixed on the substrate so as to face the movable electrode A sensor element for detecting a physical quantity such as an angular velocity, comprising a plurality of electrode portions composed of fixed electrodes, and a plurality of wirings provided on the substrate and connected to each of the movable electrodes and the fixed electrodes, respectively, to pass electrical signals. And the sensor apparatus containing the sensor element is known well (for example, refer patent document 1).
図4は、特許文献1で開示されたセンサ装置に内蔵される、半導体で構成した角速度検出素子の概略平面図である。この角速度検出素子では、メインフレーム30−1,30−2を基板10に対してX軸方向に駆動するための駆動電極部51−1〜51−4がメインフレーム30−1,30−2の終端部32−1〜32−4の各X軸方向外側位置にX軸方向に対向して配置されている。そして、「図4の左側の駆動電極部51−1,51−3」と「図4の右側の駆動電極部51−2,51−4」に、交流成分が互いに逆相の電圧を入力することによって、メインフレーム30−1,30−2を基板10に対しX軸方向に振動させている。この状態で、基板10に直交するZ軸回りに角速度が作用すると、振動子20はコリオリ力によってその角速度に比例した振幅でX軸及びZ軸に直交する方向のY軸方向に振動し始める。 FIG. 4 is a schematic plan view of an angular velocity detection element made of a semiconductor and incorporated in the sensor device disclosed in Patent Document 1. In this angular velocity detection element, drive electrode portions 51-1 to 51-4 for driving the main frames 30-1 and 30-2 with respect to the substrate 10 in the X-axis direction are provided on the main frames 30-1 and 30-2. The terminal portions 32-1 to 32-4 are arranged at positions outside the X-axis direction so as to face each other in the X-axis direction. Then, alternating current components having opposite phases to each other are input to “the left drive electrode portions 51-1 and 51-3 in FIG. 4” and “the right drive electrode portions 51-2 and 51-4 in FIG. 4”. As a result, the main frames 30-1 and 30-2 are vibrated in the X-axis direction with respect to the substrate 10. In this state, when an angular velocity acts around the Z-axis orthogonal to the substrate 10, the vibrator 20 starts to vibrate in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis and the Z-axis with an amplitude proportional to the angular velocity due to the Coriolis force.
そして、特許文献1の段落[0043]に開示されているように、各種電極部51−1〜51−4、52−1〜52−4、53−1〜53−4、54−1〜54−4、55−1〜55−4、56−1〜56−4において、各固定電極及び各可動電極はもちろんのこと、各配線部も素子中心に対して4方向に対称に設けることによって、良好な検出精度が得られる。特に、同一種類の電極部における各配線部の長さ、幅及び厚みをそれぞれ同じにすることにより、各配線部の容量、抵抗値などの電気的特性を一致させる。また、特許文献1の段落[0045,0046]に開示されているように、各種梁33−1〜33−4,42a〜42d,43a〜43d,44a〜44d,45a〜45dに関しては、一つの梁に対して両側の梁までの距離を等しくすることにより、梁自体をその軸線方向に対して対称に形成でき、素子特性に与える影響をなくすことができる。 As disclosed in paragraph [0043] of Patent Document 1, various electrode portions 51-1 to 51-4, 52-1 to 52-4, 53-1 to 53-4, and 54-1 to 54 are provided. -4, 55-1 to 55-4, and 56-1 to 56-4, not only each fixed electrode and each movable electrode, but also each wiring part is provided symmetrically in four directions with respect to the element center. Good detection accuracy can be obtained. In particular, by making the length, width, and thickness of each wiring portion in the same type of electrode portion the same, the electrical characteristics such as the capacitance and resistance value of each wiring portion are matched. Further, as disclosed in paragraph [0045, 0046] of Patent Document 1, various beams 33-1 to 33-4, 42a to 42d, 43a to 43d, 44a to 44d, and 45a to 45d are By equalizing the distance to the beams on both sides with respect to the beam, the beam itself can be formed symmetrically with respect to its axial direction, and the influence on the element characteristics can be eliminated.
一方、X軸方向及びY軸方向に対して対称構造の図4の角速度検出素子と異なり、一部の構造が非対称に形成される場合がある。図5は、特許文献2で開示されたセンサ装置に内蔵される、半導体で構成した角速度検出素子の概略平面図であって、その素子の構造のうち一部を非対称にした点を特徴的に示したものである。この角速度検出素子では、駆動電極部51−1,51−2がメインフレーム30−1,30−2のX軸方向外側端部の突出部36a,36bの各X軸方向外側位置に配置され、駆動電極部51−3,51−4がメインフレーム30−3,30−4のX軸方向外側端部の突出部36c,36dの各X軸方向内側位置に配置されている。そして、「図5の左側の駆動電極部51−1,51−2」と「図5の右側の駆動電極部51−3,51−4」に、交流成分が互いに逆相の電圧を入力することによって、メインフレーム30−1〜30−4を基板10に対してX軸方向に振動させている。この状態で、Z軸回りに角速度が作用すると、振動子20−1,20−2はコリオリ力によってその角速度に比例した振幅でY軸方向に振動し始める。 On the other hand, unlike the angular velocity detection element of FIG. 4 having a symmetric structure with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction, some structures may be formed asymmetrically. FIG. 5 is a schematic plan view of a semiconductor angular velocity detection element built in the sensor device disclosed in Patent Document 2, characterized in that a part of the structure of the element is asymmetrical. It is shown. In this angular velocity detection element, the drive electrode portions 51-1 and 51-2 are arranged at the X-axis direction outer positions of the protrusions 36 a and 36 b at the outer end portions in the X-axis direction of the main frames 30-1 and 30-2. The drive electrode portions 51-3 and 51-4 are disposed at the X-axis direction inner side positions of the projecting portions 36c and 36d at the outer end portions in the X-axis direction of the main frames 30-3 and 30-4. Then, voltages having alternating current components of opposite phases are input to “the left drive electrode portions 51-1 and 51-2 in FIG. 5” and “the right drive electrode portions 51-3 and 51-4 in FIG. 5”. Accordingly, the main frames 30-1 to 30-4 are vibrated in the X-axis direction with respect to the substrate 10. In this state, when an angular velocity acts around the Z-axis, the vibrators 20-1 and 20-2 start to vibrate in the Y-axis direction with an amplitude proportional to the angular velocity due to the Coriolis force.
そして、特許文献2の段落[0093]に開示されているように、駆動電極部51−1〜51−4及び駆動モニタ電極部52−1〜52−4を、X軸方向に非対称配置(Y軸方向に対して非対称の構造)にすることによって、各電極パッド51e1〜51e4に駆動信号を供給する駆動回路などに対して、電極パッド23cから出力される信号を増幅して出力するチャージアンプ(図5には不図示)の飽和を避けた上で、駆動電圧の増大を図ることができる。 As disclosed in paragraph [0093] of Patent Document 2, the drive electrode portions 51-1 to 51-4 and the drive monitor electrode portions 52-1 to 52-4 are arranged asymmetrically in the X-axis direction (Y (Asymmetric structure with respect to the axial direction), a charge amplifier (amplifying a signal output from the electrode pad 23c and outputting it to a drive circuit for supplying a drive signal to each of the electrode pads 51e1 to 51e4) The drive voltage can be increased while avoiding saturation (not shown in FIG. 5).
他方、対称構造のセンサとして、特許文献3には、電極パッドとダミーパッドの配置が検出部の中心に対して対称になっている力学量センサが開示されている。
しかしながら、図5に示されるように、基板の表面上に非対称の形状部分があると、当該形状部分を互いに同一寸法に設計したとしても、SOIウエーハを用いたエッチングでは、エッチング開口率(素子全体の面積に対するエッチング面積の割合)やエッチングスペースなどに応じて、当該形状部分の仕上がり寸法について両者で差が生じやすい。その結果、例えば、センサの検出特性のオフセット(感度、零点など)が発生するおそれがある。 However, as shown in FIG. 5, if there is an asymmetrical shape portion on the surface of the substrate, even if the shape portions are designed to have the same dimensions, the etching aperture ratio (entire element) The ratio of the etching area to the area) and the etching space tend to cause a difference in the finished dimensions of the shape portion. As a result, for example, an offset (sensitivity, zero point, etc.) of detection characteristics of the sensor may occur.
この点、特許文献3には、ダミーパッド及びダミー用配線部のパターン形状と、電極パッド及びその配線部のパターン形状とが同一であることが開示されているものの、互いの形状を同一にするための手段までは開示されていない。 In this regard, Patent Document 3 discloses that the pattern shape of the dummy pad and the dummy wiring portion is the same as the pattern shape of the electrode pad and the wiring portion, but the shape is mutually the same. No means for disclosing is disclosed.
そこで、本発明は、仕上がり寸法の精度を向上させたセンサ素子及びその製造方法の提供を目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a sensor element with improved accuracy of finished dimensions and a manufacturing method thereof.
上記目的を達成するため、本発明に係るセンサ素子は、
基板の表面上に互いに同じ層構造を有する第1及び第2の部材が設けられ、
前記表面に平行な基準方向に対して、前記基準方向に直交する方向の第1の側に前記第1の部材が設けられ、前記基準方向に直交する方向の第2の側に前記第2の部材が設けられる、センサ素子であって、
前記表面上に設けられた部材と電気的に非接続のダミー部材が、前記第1の部材と前記第1の部材に隣接して前記表面上に設けられた第3の部材との位置関係と等しい位置関係で、前記第2の部材に隣接して設けられたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a sensor element according to the present invention comprises:
First and second members having the same layer structure are provided on the surface of the substrate,
The first member is provided on a first side in a direction orthogonal to the reference direction with respect to a reference direction parallel to the surface, and the second member is provided on a second side in a direction orthogonal to the reference direction. A sensor element provided with a member,
A dummy member electrically disconnected from the member provided on the surface, and a positional relationship between the first member and a third member provided on the surface adjacent to the first member; It is provided adjacent to the second member in an equal positional relationship.
ここで、前記基準方向又は前記直交する方向において、前記ダミー部材と前記第2の部材との隣接間隔と前記第1の部材と前記第3の部材との隣接間隔は互いに等しいと好ましい。また、前記第3の部材は、前記表面上に設けられた部材と電気的に非接続の部材であってもよい。また、前記第1の部材及び前記第2の部材は、電極部又は該電極部と電気的に接続された配線部であると好ましく、例えば、前記電極部は、駆動電極部であると一層好適である。 Here, in the reference direction or the orthogonal direction, it is preferable that the adjacent interval between the dummy member and the second member and the adjacent interval between the first member and the third member are equal to each other. Further, the third member may be a member that is not electrically connected to a member provided on the surface. The first member and the second member are preferably an electrode part or a wiring part electrically connected to the electrode part. For example, the electrode part is more preferably a drive electrode part. It is.
また、上記目的を達成するため、本発明に係るセンサ素子の製造方法は、
基板の表面上に互いに同じ層構造を有する第1及び第2の部材が設けられ、
前記表面に平行な基準方向に対して、前記基準方向に直交する方向の第1の側に前記第1の部材を設けられ、前記基準方向に直交する方向の第2の側に前記第2の部材が設けられる、センサ素子の製造方法であって、
前記表面上に設けられた部材と電気的に非接続のダミー部材を、前記第1の部材と前記第1の部材に隣接して前記表面上に設けられた第3の部材との位置関係と等しい位置関係で、前記第2の部材に隣接して設けることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a sensor element according to the present invention includes:
First and second members having the same layer structure are provided on the surface of the substrate,
The first member is provided on a first side in a direction orthogonal to the reference direction with respect to a reference direction parallel to the surface, and the second member is provided on a second side in a direction orthogonal to the reference direction. A method of manufacturing a sensor element, wherein a member is provided,
A dummy member electrically disconnected from a member provided on the surface, and a positional relationship between the first member and a third member provided on the surface adjacent to the first member; It is characterized by being provided adjacent to the second member in an equal positional relationship.
本発明によれば、仕上がり寸法の精度を向上させることができる。 According to the present invention, the accuracy of finished dimensions can be improved.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図1は、第1の実施形態である、半導体で構成した角速度検出素子の概略平面図である。図2は、第2の実施形態である、半導体で構成した角速度検出素子の概略平面図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view of an angular velocity detection element made of a semiconductor according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view of an angular velocity detecting element made of a semiconductor according to the second embodiment.
図3に示されるように、同素子を製造するには、まず、単結晶シリコン層の上面上にシリコン酸化膜(例えば、膜厚4.5μm)を介して単結晶シリコン層(例えば、膜厚40μm)を設けたSOI(Silicon On Insulator)基板を用意し、単結晶シリコン層にリン、ボロン等の不純物をドーピングして単結晶シリコン層の上表面部を低抵抗化すなわち導電帯層Bとする。そして、最下層の単結晶シリコン層を基板10とし、反応性エッチングなどにより中間層であるシリコン酸化膜(絶縁層A)及び最上層である導電帯層を除去するとともに、フッ酸水溶液などを用いたエッチングにより最上層である導電帯層を残してシリコン酸化膜(絶縁層A)のみを除去することにより、同基板10上に各種機能部品を形成する。 As shown in FIG. 3, in order to manufacture the element, first, a single crystal silicon layer (for example, film thickness) is formed on the upper surface of the single crystal silicon layer via a silicon oxide film (for example, film thickness: 4.5 μm). An SOI (Silicon On Insulator) substrate having a thickness of 40 μm is prepared, and the single crystal silicon layer is doped with impurities such as phosphorus and boron to reduce the resistance of the upper surface portion of the single crystal silicon layer, that is, the conductive band layer B. . Then, using the lowermost single crystal silicon layer as the substrate 10, the silicon oxide film (insulating layer A) as the intermediate layer and the conductive band layer as the uppermost layer are removed by reactive etching or the like, and a hydrofluoric acid aqueous solution or the like is used. Various functional components are formed on the substrate 10 by removing only the silicon oxide film (insulating layer A) while leaving the uppermost conductive band layer by etching.
図1,2において、基板10上面との間に隙間のない部材と隙間のある部材とで模様を異ならせて示しており、前者の絶縁層(中間層)及び導電帯層(最上層)の両方を除去した部分を白色のままで示し、後者の絶縁層(中間層)のみを除去した部分を点模様で示す。この点模様の部分を、以下の説明では、基板10から浮いた部分として説明する。また、絶縁層(中間層)及び導電帯層(最上層)の両方を基板10上に残した部分を網模様で示し、以下、この網模様の部分を基板10に固着した部分として説明する。 In FIGS. 1 and 2, the pattern is different between a member having no gap between the upper surface of the substrate 10 and a member having a gap, and the former insulating layer (intermediate layer) and conductive band layer (uppermost layer) are shown. The part from which both are removed is shown in white, and the part from which only the latter insulating layer (intermediate layer) is removed is shown as a dot pattern. In the following description, this dot pattern portion will be described as a portion floating from the substrate 10. A portion where both the insulating layer (intermediate layer) and the conductive band layer (uppermost layer) are left on the substrate 10 is shown by a net pattern, and this net pattern portion will be described as a portion fixed to the substrate 10 below.
なお、特許文献2に開示された力学量検出装置に基づいて本発明の実施形態を説明するため、図1,2の構成において、特許文献2に開示の構成と同一の部分については、それと同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。 In order to describe the embodiment of the present invention based on the mechanical quantity detection device disclosed in Patent Document 2, in the configuration of FIGS. 1 and 2, the same part as the configuration disclosed in Patent Document 2 is the same as that. The description is omitted or simplified.
図1において、基板10は、基板10に平行なX軸方向に平行に延設された2辺及び基板10とX軸に直交する方向のY軸方向に平行に延設された2辺を有する方形状に形成されている。基板10上には、一対の振動子20−1,20−2が同基板10から浮かせてX軸方向対称位置に配置されている。振動子20−1のY軸方向両外側には、長尺かつ幅広のメインフレーム30−1,30−2が基板10から浮かせてX軸方向に延設して配置されている。振動子20−2のY軸方向両外側にも、長尺かつ幅広のメインフレーム30−3,30−4が基板10から浮かせてX軸方向に延設して配置されている。 In FIG. 1, the substrate 10 has two sides extending in parallel to the X-axis direction parallel to the substrate 10 and two sides extending in parallel to the Y-axis direction in a direction orthogonal to the substrate 10 and the X-axis. It is formed in a square shape. On the substrate 10, a pair of vibrators 20-1, 20-2 is floated from the substrate 10 and disposed at a symmetrical position in the X-axis direction. Long and wide main frames 30-1 and 30-2 are arranged on both outer sides of the vibrator 20-1 in the Y-axis direction so as to float from the substrate 10 and extend in the X-axis direction. Long and wide main frames 30-3 and 30-4 are also floated from the substrate 10 and extended in the X-axis direction on both outer sides in the Y-axis direction of the vibrator 20-2.
振動子20−1は、そのY軸方向両端にてX軸方向外側にそれぞれ一体的に延設された長尺かつ幅広のアーム部21a,21bを有している。アーム部21a,21bは、そのX軸方向両端にて、各一対の長尺かつ幅狭の検出用梁31a,31bを介してメインフレーム30−1,30−2のX軸方向両端にそれぞれ接続されていて、検出用梁31a,31bは、振動子20−1をメインフレーム30−1,30−2に対してX軸方向に変位し難くかつY軸方向に変位し易く支持している。検出用梁31a,31bは、アーム部21a,21b及びメインフレーム30−1,30−2と一体的に基板10から浮かせて形成され、X軸方向に延設されている。 The vibrator 20-1 has long and wide arm portions 21a and 21b that are integrally extended to the outside in the X-axis direction at both ends in the Y-axis direction. The arm portions 21a and 21b are connected to both ends in the X-axis direction of the main frames 30-1 and 30-2 via a pair of long and narrow detection beams 31a and 31b at both ends in the X-axis direction, respectively. Thus, the detection beams 31a and 31b support the vibrator 20-1 with respect to the main frames 30-1 and 30-2 that are difficult to displace in the X-axis direction and easy to displace in the Y-axis direction. The detection beams 31a and 31b are formed integrally with the arm portions 21a and 21b and the main frames 30-1 and 30-2 so as to float from the substrate 10 and extend in the X-axis direction.
振動子20−2も前記アーム部21a,21bと同様なアーム部21c,21dを有し、同アーム部21c,21dは前記検出用梁31a,31bと同様な検出用梁31c,31dを介してメインフレーム30−3,30−4のX軸方向両端にそれぞれ接続されている。そして、これらの検出用梁31c,31dも、振動子20−2をメインフレーム30−3,30−4に対してX軸方向に変位し難くかつY軸方向に変位し易く支持している。 The vibrator 20-2 also has arm portions 21c and 21d similar to the arm portions 21a and 21b, and the arm portions 21c and 21d pass through detection beams 31c and 31d similar to the detection beams 31a and 31b. The main frames 30-3 and 30-4 are connected to both ends in the X-axis direction. These detection beams 31c and 31d also support the vibrator 20-2 with respect to the main frames 30-3 and 30-4, which are difficult to displace in the X-axis direction and easy to displace in the Y-axis direction.
メインフレーム30−1のY軸方向外側には、長尺かつ幅広のサブフレーム32−1,32−2が基板10から浮かせてX軸方向に延設されている。サブフレーム32−1は、複数の長尺かつ幅狭の駆動用梁33aを介してメインフレーム30−1に接続され、複数の長尺かつ幅狭の駆動用梁34aを介して基板10に固着された複数のアンカ35aにそれぞれ接続されている。駆動用梁33a,34aは、メインフレーム30−1及びサブフレーム32−1と一体的に基板10から浮かせて形成されてY軸方向に延設されており、メインフレーム30−1を基板10に対してX軸方向に変位し易くかつY軸方向に変位し難く支持している。 Long and wide sub-frames 32-1 and 32-2 are suspended from the substrate 10 and extend in the X-axis direction outside the main frame 30-1 in the Y-axis direction. The subframe 32-1 is connected to the main frame 30-1 via a plurality of long and narrow driving beams 33a, and is fixed to the substrate 10 via a plurality of long and narrow driving beams 34a. Are connected to the plurality of anchors 35a. The driving beams 33a and 34a are formed integrally with the main frame 30-1 and the subframe 32-1 so as to float from the substrate 10 and extend in the Y-axis direction. On the other hand, it is supported to be easily displaced in the X-axis direction and difficult to be displaced in the Y-axis direction.
各メインフレーム30−2,30−3,30−4のY軸方向外側にも、前記メインフレーム30−1の場合と同様に、サブフレーム32−2,32−3,32−4がそれぞれ設けられている。そして、各メインフレーム30−2,30−3,30−4も、各複数の駆動用梁33b〜33d、サブフレーム32−2,32−3,32−4、各複数の駆動用梁34b〜34d及び各複数のアンカ35b〜35dを介してそれぞれ基板10にX軸方向に変位し易くかつY軸方向に変位し難く支持されている。 Subframes 32-2, 32-3, and 32-4 are also provided outside the main frames 30-2, 30-3, and 30-4 in the Y-axis direction, as in the case of the main frame 30-1. It has been. Each of the main frames 30-2, 30-3, and 30-4 also includes a plurality of driving beams 33b to 33d, subframes 32-2, 32-3, and 32-4, and a plurality of driving beams 34b to 33d. 34d and the plurality of anchors 35b to 35d are supported by the substrate 10 so as to be easily displaced in the X-axis direction and difficult to be displaced in the Y-axis direction.
また、メインフレーム30−1とメインフレーム30−3は、各複数の長尺かつ幅狭のリンク梁41a,41c及び長尺かつ幅広のリンク42aを介して連結されている。リンク梁41a,41cは、メインフレーム30−1,30−3と一体的に基板10から浮かせて形成され、各一端にてメインフレーム30−1,30−3にそれぞれ接続されるとともにY軸方向に延設されて、各他端にてリンク42aにそれぞれ接続されている。リンク42aも、メインフレーム30−1,30−3と一体的に基板10から浮かせて形成され、X軸方向に延設されている。 The main frame 30-1 and the main frame 30-3 are connected to each other through a plurality of long and narrow link beams 41a and 41c and a long and wide link 42a. The link beams 41a and 41c are integrally formed with the main frames 30-1 and 30-3 so as to be floated from the substrate 10, and are connected to the main frames 30-1 and 30-3 at one end, respectively, and in the Y-axis direction. And connected to the link 42a at each other end. The link 42a is also formed integrally with the main frames 30-1 and 30-3 so as to float from the substrate 10, and extends in the X-axis direction.
メインフレーム30−2とメインフレーム30−4も、前記メインフレーム30−1,30−3の場合と同様に、各複数の長尺かつ幅狭のリンク梁41b,41d及び長尺かつ幅広のリンク42bを介して連結されている。 Similarly to the main frames 30-1 and 30-3, the main frame 30-2 and the main frame 30-4 also have a plurality of long and narrow link beams 41b and 41d and long and wide links. It is connected via 42b.
リンク42a,42bは、各一端にて、各複数の長尺かつ幅狭のサブリンク梁43a,43b及び長尺かつ幅広のサブリンク44aを介して連結されている。サブリンク梁43a,43bは、リンク42a,42bと一体的に基板10から浮かせて形成され、各一端にてリンク42a,42bにそれぞれ接続されるとともにX軸方向に延設されて、各他端にてサブリンク44aにそれぞれ接続されている。サブリンク44aも、リンク42a,42bと一体的に基板10から浮かせて形成され、Y軸方向に延設されている。また、これらのリンク42a,42bは、各他端にて、前記一端の場合と同様な各複数の長尺かつ幅狭のサブリンク梁43c,43d及び長尺かつ幅広のサブリンク44bを介して連結されている。 The links 42a and 42b are connected to each other through a plurality of long and narrow sub-link beams 43a and 43b and a long and wide sub-link 44a at each end. The sub-link beams 43a and 43b are formed so as to float from the substrate 10 integrally with the links 42a and 42b, are connected to the links 42a and 42b at one end, and extend in the X-axis direction. Are connected to the sub-links 44a. The sub link 44a is also formed so as to be lifted from the substrate 10 integrally with the links 42a and 42b, and extends in the Y-axis direction. In addition, these links 42a and 42b are connected to the other end via a plurality of long and narrow sub-link beams 43c and 43d and a long and wide sub-link 44b similar to the case of the one end. It is connected.
また、基板10上には、メインフレーム30−1〜30−4を基板10に対してX軸方向に駆動するための駆動電極部51−1〜51−4と、前記メインフレーム30−1〜30−4の基板10に対するX軸方向の振動をモニタするための駆動モニタ電極部52−1〜52−4と、振動子20−1,20−2の基板10に対するY軸方向の振動を検出するための検出電極部53−1〜53−4と、振動子20−1,20−2のY軸方向の共振周波数を調整するための調整電極部54−1〜54−4と、振動子20−1,20−2のY軸方向の振動を抑制するためのサーボ電極部55−1〜55−4とが設けられている。 Further, on the substrate 10, drive electrode portions 51-1 to 51-4 for driving the main frames 30-1 to 30-4 with respect to the substrate 10 in the X-axis direction, and the main frames 30-1 to 30-4. Drive monitor electrode units 52-1 to 52-4 for monitoring vibration in the X-axis direction with respect to the substrate 10 of 30-4, and vibration in the Y-axis direction with respect to the substrate 10 of the vibrators 20-1 and 20-2 are detected. Detection electrode portions 53-1 to 53-4 for adjusting the frequency, the adjusting electrode portions 54-1 to 54-4 for adjusting the resonance frequency in the Y-axis direction of the vibrators 20-1 and 20-2, and the vibrator Servo electrode portions 55-1 to 55-4 for suppressing vibration in the Y-axis direction of 20-1 and 20-2 are provided.
駆動電極部51−1,51−2は、メインフレーム30−1,30−2のX軸方向外側端部にて一体的にY軸方向外側に基板10から浮かせて延設した突出部36a,36bのX軸方向外側にそれぞれ設けられている。これらの駆動電極部51−1,51−2は、X軸方向に延設された櫛歯状の可動電極指51a1、51a2と、X軸方向に延設された櫛歯状の固定電極指51b1,51b2とによりそれぞれ構成されている。 The drive electrode portions 51-1 and 51-2 are projecting portions 36 a that extend from the substrate 10 integrally with the outer ends of the main frames 30-1 and 30-2 on the outer side in the Y-axis direction. 36b is provided on the outer side in the X-axis direction. These drive electrode portions 51-1 and 51-2 are comb-like movable electrode fingers 51 a 1 and 51 a 2 extending in the X-axis direction, and a comb-like fixed electrode finger 51 b 1 extending in the X-axis direction. , 51b2 respectively.
各可動電極指51a1、51a2は、基板10から浮かせて突出部36a,36bからX軸方向外側に一体的に延設形成され、各固定電極指51b1,51b2間のY軸方向各中央位置に侵入して各隣合う固定電極指51b1,51b2に対向している。各固定電極指51b1,51b2は、基板10上に一体的に固着した配線部51c1,51c2を介して同基板10上に一体的に固着したパッド部51d1,51d2に接続されている。パッド部51d1,51d2の上面には、導電金属(例えばアルミニウム)で形成された電極パッド51e1,51e2がそれぞれ設けられている。 The movable electrode fingers 51a1 and 51a2 are formed so as to float from the substrate 10 and integrally extend outward from the protrusions 36a and 36b in the X-axis direction, and enter the central positions in the Y-axis direction between the fixed electrode fingers 51b1 and 51b2. Then, it faces the adjacent fixed electrode fingers 51b1 and 51b2. The fixed electrode fingers 51b1 and 51b2 are connected to pad portions 51d1 and 51d2 integrally fixed on the substrate 10 through wiring portions 51c1 and 51c2 integrally fixed on the substrate 10, respectively. Electrode pads 51e1 and 51e2 made of a conductive metal (for example, aluminum) are provided on the upper surfaces of the pad portions 51d1 and 51d2, respectively.
駆動電極部51−3,51−4は、メインフレーム30−3,30−4のX軸方向外側端部にて一体的にY軸方向外側に基板10から浮かせて延設した突出部36c,36dのX軸方向内側にそれぞれ設けられている。これらの駆動電極部51−3,51−4は、X軸方向に延設された櫛歯状の可動電極指51a3,51a4と、X軸方向に延設された櫛歯状の固定電極指51b3,51b4とによりそれぞれ構成されている。 The drive electrode portions 51-3 and 51-4 are projecting portions 36c that are floated and extended from the substrate 10 to the outside in the Y-axis direction integrally at the outer ends in the X-axis direction of the main frames 30-3 and 30-4. 36d is provided on the inner side in the X-axis direction. These drive electrode portions 51-3 and 51-4 are comb-shaped movable electrode fingers 51a3 and 51a4 extending in the X-axis direction, and comb-shaped fixed electrode fingers 51b3 extending in the X-axis direction. , 51b4, respectively.
各可動電極指51a3、51a4は、基板10から浮かせて突出部36c,36dからX軸方向内側に一体的に延設形成され、各固定電極指51b3,51b4のY軸方向各中央位置に侵入して各隣合う固定電極指51b3,51b4に対向している。各固定電極指51b3,51b4は、基板10上に一体的に固着した配線部51c3,51c4を介して同基板10上に一体的に固着したパッド部51d3,51d4に接続されている。パッド部51d3,51d4の上面には、導電金属(例えばアルミニウム)で形成された電極パッド51e3,51e4がそれぞれ設けられている。 The movable electrode fingers 51a3 and 51a4 are formed so as to float from the substrate 10 and extend integrally from the protrusions 36c and 36d to the inside in the X-axis direction, and enter the center positions in the Y-axis direction of the fixed electrode fingers 51b3 and 51b4. Opposite to the adjacent fixed electrode fingers 51b3 and 51b4. The fixed electrode fingers 51b3 and 51b4 are connected to pad portions 51d3 and 51d4 integrally fixed on the substrate 10 via wiring portions 51c3 and 51c4 integrally fixed on the substrate 10, respectively. Electrode pads 51e3 and 51e4 made of conductive metal (for example, aluminum) are provided on the upper surfaces of the pad portions 51d3 and 51d4, respectively.
駆動モニタ電極部52−1,52−2は、突出部36a,36bのX軸方向内側(駆動電極部51−1,51−2とX軸方向反対側)にそれぞれ設けられている。これらの駆動モニタ電極部52−1,52−2は、X軸方向に延設された櫛歯状の可動電極指52a1、52a2と、X軸方向に延設された櫛歯状の固定電極指52b1,52b2とによりそれぞれ構成されている。 The drive monitor electrode portions 52-1 and 52-2 are provided on the inner side in the X-axis direction of the projecting portions 36a and 36b (on the opposite side to the drive electrode portions 51-1 and 51-2 in the X-axis direction), respectively. These drive monitor electrode portions 52-1 and 52-2 are comb-shaped movable electrode fingers 52a1 and 52a2 extending in the X-axis direction, and comb-shaped fixed electrode fingers extending in the X-axis direction. 52b1 and 52b2 respectively.
各可動電極指52a1、52a2は、基板10から浮かせて突出部36a,36bからX軸方向内側に一体的に延設形成され、各固定電極指52b1,52b2間のY軸方向各中央位置に侵入して各隣合う固定電極指52b1,52b2に対向している。各固定電極指52b1,52b2は、基板10上に一体的に固着した配線部52c1,52c2を介して同基板10上に一体的に固着したパッド部52d1,52d2に接続されている。パッド部52d1,52d2の上面には、導電金属(例えばアルミニウム)で形成された電極パッド52e1,52e2がそれぞれ設けられている。 The movable electrode fingers 52a1 and 52a2 are formed so as to float from the substrate 10 and extend integrally from the protrusions 36a and 36b to the inside in the X-axis direction, and enter each central position in the Y-axis direction between the fixed electrode fingers 52b1 and 52b2. Then, it faces the adjacent fixed electrode fingers 52b1 and 52b2. The fixed electrode fingers 52b1 and 52b2 are connected to pad portions 52d1 and 52d2 that are integrally fixed on the substrate 10 via wiring portions 52c1 and 52c2 that are integrally fixed on the substrate 10, respectively. Electrode pads 52e1 and 52e2 made of a conductive metal (for example, aluminum) are provided on the upper surfaces of the pad portions 52d1 and 52d2, respectively.
駆動モニタ電極部52−3,52−4は、突出部36c,36dのX軸方向外側(駆動電極部51−3,51−4とX軸方向反対側)にそれぞれ設けられている。これらの駆動モニタ電極部52−3,52−4は、X軸方向に延設された櫛歯状の可動電極指52a3、52a4と、X軸方向に延設された櫛歯状の固定電極指52b3,52b4とによりそれぞれ構成されている。 The drive monitor electrode portions 52-3 and 52-4 are provided on the outer side in the X-axis direction of the projecting portions 36c and 36d (on the opposite side to the drive electrode portions 51-3 and 51-4 in the X-axis direction), respectively. These drive monitor electrode portions 52-3 and 52-4 are comb-shaped movable electrode fingers 52a3 and 52a4 extending in the X-axis direction, and comb-shaped fixed electrode fingers extending in the X-axis direction. 52b3 and 52b4, respectively.
各可動電極指52a3、52a4は、基板10から浮かせて突出部36c,36dからX軸方向外側に一体的に延設形成され、各固定電極指52b3,52b4間のY軸方向各中央位置に侵入して各隣合う固定電極指52b3,52b4に対向している。各固定電極指52b3,52b4は、基板10上に一体的に固着した配線部52c3,52c4を介して同基板10上に一体的に固着したパッド部52d3,52d4に接続されている。パッド部52d3,52d4の上面には、導電金属(例えばアルミニウム)で形成された電極パッド52e3,52e4がそれぞれ設けられている。 The movable electrode fingers 52a3 and 52a4 are formed so as to float from the substrate 10 and integrally extend outward from the projecting portions 36c and 36d in the X-axis direction, and enter the central positions in the Y-axis direction between the fixed electrode fingers 52b3 and 52b4. Then, it faces the adjacent fixed electrode fingers 52b3 and 52b4. The fixed electrode fingers 52b3 and 52b4 are connected to pad portions 52d3 and 52d4 integrally fixed on the substrate 10 through wiring portions 52c3 and 52c4 integrally fixed on the substrate 10, respectively. Electrode pads 52e3 and 52e4 made of conductive metal (for example, aluminum) are provided on the upper surfaces of the pad portions 52d3 and 52d4, respectively.
さらに、基板10上には、振動子20−1,20−2及びメインフレーム30−1〜30−4に、駆動用梁33b,34b、サブフレーム32−2、検出用梁31a〜31d、リンク梁41a〜41d、リンク42a,42b、サブリンク梁43a〜43d、サブリンク44a,44b、配線部23aなどを介して接続されたパッド部23bが設けられている。配線部23a及びパッド部23bは、共に基板10の上面に固着されている。パッド部23bの上面には、導電金属(例えばアルミニウム)で形成された電極パッド23cが設けられている。 Further, on the substrate 10, the vibrators 20-1 and 20-2 and the main frames 30-1 to 30-4 are provided with driving beams 33 b and 34 b, a subframe 32-2, detection beams 31 a to 31 d, and links. Pad portions 23b connected through beams 41a to 41d, links 42a and 42b, sub link beams 43a to 43d, sub links 44a and 44b, wiring portions 23a, and the like are provided. Both the wiring part 23 a and the pad part 23 b are fixed to the upper surface of the substrate 10. An electrode pad 23c made of a conductive metal (for example, aluminum) is provided on the upper surface of the pad portion 23b.
ところで、駆動電極部51−1に係る配線部51c1と駆動電極部51−3に係る配線部51c3は、同一又は同種の電気信号(駆動信号)が通る部分であるため、配線部51c1と51c3との電気的特性の差を無くすために、配線部51c1と51c3の形状又はそれらの形状の一部分は互いに同一に設計される。図1の場合、配線部51c1と51c3は互いに同一の直線形状部分を少なくとも有しているとともに、それらの配線面積は同一である。例えば、パッド部51d1と駆動電極部51−1とを結ぶ配線部51c1の配線長q1と配線幅v1は、パッド部51d3と駆動電極部51−3とを結ぶ配線部51c3の配線長(q31+q32)と配線幅v3は、互いに同一に設計される。駆動電極部51−2に係る配線部51c2と駆動電極部51−4に係る配線部51c4についても同様である。 By the way, since the wiring part 51c1 related to the drive electrode part 51-1 and the wiring part 51c3 related to the drive electrode part 51-3 are parts through which the same or the same kind of electric signal (drive signal) passes, the wiring parts 51c1 and 51c3 In order to eliminate the difference in the electrical characteristics, the shapes of the wiring portions 51c1 and 51c3 or a part of those shapes are designed to be identical to each other. In the case of FIG. 1, the wiring portions 51c1 and 51c3 have at least the same linear portions, and their wiring areas are the same. For example, the wiring length q1 and the wiring width v1 of the wiring part 51c1 connecting the pad part 51d1 and the drive electrode part 51-1 are the wiring length (q31 + q32) of the wiring part 51c3 connecting the pad part 51d3 and the driving electrode part 51-3. And the wiring width v3 are designed to be the same. The same applies to the wiring part 51c2 related to the drive electrode part 51-2 and the wiring part 51c4 related to the drive electrode part 51-4.
しかしながら、SOIウエーハを用いたエッチング装置によってこれらの配線部等の部材が形成される場合、配線部とその配線部に隣接して基板10の表面上に形成された部材とのスペース(図3に示されるL1,L2,L3などのスペース)が基板10のY軸方向の対称軸Yの両側で違うことによって、対称軸Yの両側に形状又はその形状の部分が同一の部材が設計されたとしても、形成される配線部の配線幅が変化してその配線部の電気的特性が変動してしまう。基板10のY軸方向の対称軸Yに対して対称構造の場合にはこのようなスペースの違いは生じないが、図1のように基板10の対称軸Yに対して非対称構造の場合にはこのようなスペースの違いが生じる。このため、当該非対称構造部分を比べると、エッチング後の加工寸法に差が生じ、電気的特性の変動の影響を受けやすい。 However, when members such as these wiring portions are formed by an etching apparatus using an SOI wafer, a space between the wiring portion and a member formed on the surface of the substrate 10 adjacent to the wiring portion (see FIG. 3). (L1, L2, L3, etc. shown) are different on both sides of the symmetry axis Y in the Y-axis direction of the substrate 10, so that members having the same shape or portions of the shape on both sides of the symmetry axis Y are designed. However, the wiring width of the wiring part to be formed changes, and the electrical characteristics of the wiring part fluctuate. In the case of a symmetric structure with respect to the symmetry axis Y in the Y-axis direction of the substrate 10, such a difference in space does not occur. However, in the case of an asymmetric structure with respect to the symmetry axis Y of the substrate 10 as shown in FIG. Such a space difference occurs. For this reason, when the asymmetric structure portion is compared, there is a difference in the processed dimensions after etching, which is easily affected by fluctuations in electrical characteristics.
なお、図3に示されるように、「部材」には、基板10との間に隙間を有しない部分であって絶縁層Aと導電帯層Bとの二層構造の部分(例えば、配線部や固定電極指など)に限らず、基板10との間に隙間を有する部分であって導電帯層Bのみの一層構造の部分(例えば、梁やフレームや突出部や可動電極指など)が含まれる。 As shown in FIG. 3, the “member” is a portion having no gap between the substrate 10 and a portion having a two-layer structure of an insulating layer A and a conductive band layer B (for example, a wiring portion). And a part having a single-layer structure having only a conductive band B (for example, a beam, a frame, a protruding part, a movable electrode finger, etc.) It is.
そこで、同一の形状に設計された配線部同士の電気的特性の差が生ずることを抑えるために、ダミー配線57a1,57b1,57c3,57a2,57b2,57c4が、基板10の上面に固着して形成される。これらのダミー配線は、絶縁層(中間層)及び導電帯層(最上層)の両方を基板10上に残した部分であって、他の導電帯層と電気的には接続されていないものである。他の導電帯層と電気的に接続されていないことによって、ダミー配線を設けることによる寄生容量の発生を抑えることができる。 Therefore, dummy wirings 57a1, 57b1, 57c3, 57a2, 57b2, and 57c4 are fixedly formed on the upper surface of the substrate 10 in order to suppress the occurrence of a difference in electrical characteristics between wiring portions designed in the same shape. Is done. These dummy wirings are portions where both the insulating layer (intermediate layer) and the conductive band layer (uppermost layer) are left on the substrate 10 and are not electrically connected to other conductive band layers. is there. By not being electrically connected to other conductive band layers, generation of parasitic capacitance due to provision of dummy wirings can be suppressed.
配線部51c1のY軸方向外側のダミー配線57a1は、ダミー配線57a1と配線部51c1との間隙距離w1と配線部51c3とそれにY軸方向に隣接する駆動モニタ電極部52−3(又は、駆動電極部51−3)との間隙距離w3とが一致する位置に配置設計される。また、配線部51c1のY軸方向内側のダミー配線57b1及び配線部51c3のY軸方向外側のダミー配線57c3は、ダミー配線57b1と配線部51c1との間隙距離u1とダミー配線57c3と配線部51c3との間隙距離u3とが一致する位置に配置設計される。 The dummy wiring 57a1 on the outer side in the Y-axis direction of the wiring part 51c1 is a gap distance w1 between the dummy wiring 57a1 and the wiring part 51c1, the wiring part 51c3, and the drive monitor electrode part 52-3 (or driving electrode) adjacent thereto in the Y-axis direction. It is arranged and designed at a position where the gap distance w3 with the portion 51-3) coincides. The dummy wiring 57b1 inside the Y-axis direction of the wiring part 51c1 and the dummy wiring 57c3 outside the Y-axis direction of the wiring part 51c3 are the gap distance u1 between the dummy wiring 57b1 and the wiring part 51c1, the dummy wiring 57c3, and the wiring part 51c3. Is designed so as to coincide with the gap distance u3.
同様に、配線部51c2のY軸方向外側のダミー配線57a2は、ダミー配線57a2と配線部51c2との間隙距離w2と配線部51c4とそれに隣接する駆動モニタ電極部52−4(又は、駆動電極部51−4)との間隙距離w4とが一致する位置に配置設計される。また、配線部51c2のY軸方向内側のダミー配線57b2及び配線部51c4のY軸方向外側のダミー配線57c4は、ダミー配線57b2と配線部51c2との間隙距離u2とダミー配線57c4と配線部51c4との間隙距離u4とが一致する位置に配置設計される。 Similarly, the dummy wiring 57a2 on the outer side in the Y-axis direction of the wiring portion 51c2 is the gap distance w2 between the dummy wiring 57a2 and the wiring portion 51c2, the wiring portion 51c4, and the drive monitor electrode portion 52-4 adjacent thereto (or the driving electrode portion). 51-4) is arranged at a position where the gap distance w4 matches. The dummy wiring 57b2 on the inner side in the Y-axis direction of the wiring part 51c2 and the dummy wiring 57c4 on the outer side in the Y-axis direction of the wiring part 51c4 are the gap distance u2 between the dummy wiring 57b2 and the wiring part 51c2, the dummy wiring 57c4, and the wiring part 51c4. Is designed so as to coincide with the gap distance u4.
したがって、このような位置にダミー配線57a1,57b1,57c3,57a2,57b2,57c4を設定することによって、エッチングを行っても、互いに同一面積の形状を有する配線部51c1の幅v1と配線部51c3の幅v3との仕上がり寸法を正確に一致させることができるとともに、互いに同一面積の形状を有する配線部51c2の幅v2と配線部51c4の幅v4の仕上がり寸法を正確に一致させることができる。 Therefore, by setting the dummy wirings 57a1, 57b1, 57c3, 57a2, 57b2, and 57c4 at such positions, the width v1 of the wiring part 51c1 and the wiring part 51c3 having the same area shape even when etching is performed. The finished dimensions of the width v3 and the width v4 of the wiring part 51c4 and the finished part of the wiring part 51c4 can be exactly matched, as well as the finished dimensions of the width v3 and the wiring part 51c2 having the same area.
一方、サブフレーム32−2とサブフレーム32−4の可動部は、同一又は同種の電気信号(駆動信号)が通る部分であるため、それらの両可動部の電気的特性の差を無くすために、当該可動部の形状は互いに同一に設計される。しかし、サブフレーム32−2のみに、配線部23aを介してパッド部23bが接続されている。 On the other hand, the movable parts of the subframe 32-2 and the subframe 32-4 are parts through which the same or similar electrical signals (drive signals) pass, so that the difference in electrical characteristics between the two movable parts is eliminated. The shapes of the movable parts are designed to be the same. However, the pad portion 23b is connected to the subframe 32-2 only through the wiring portion 23a.
同一の形状に設計された可動部同士の電気的特性の差が生ずることを抑えるために、ダミー配線57d6が、上述のダミー配線57a1と同様の形態で、他の導電帯層と電気的に接続されずに、基板10の上面に固着して形成される。 In order to suppress the difference in electrical characteristics between the movable parts designed in the same shape, the dummy wiring 57d6 is electrically connected to other conductive band layers in the same form as the above-described dummy wiring 57a1. Instead, it is fixedly formed on the upper surface of the substrate 10.
サブフレーム32−4のY軸方向外側のダミー配線57d6は、ダミー配線57d6とサブフレーム32−4との間隙距離u6と配線部23aとそれにY軸方向に隣接するサブフレーム32−2との間隙距離u5とが一致する位置に配置設計される。 The dummy wiring 57d6 on the outer side in the Y-axis direction of the subframe 32-4 has a gap distance u6 between the dummy wiring 57d6 and the subframe 32-4, a gap between the wiring portion 23a and the subframe 32-2 adjacent thereto in the Y-axis direction. It is arranged and designed at a position where the distance u5 coincides.
したがって、このような位置にダミー配線57d6を設定することによって、エッチングを行っても、互いに同一形状を有するサブフレーム32−2と32−4の仕上がり寸法を正確に一致させることができる。 Therefore, by setting the dummy wiring 57d6 at such a position, the finished dimensions of the subframes 32-2 and 32-4 having the same shape can be made to coincide with each other even if etching is performed.
ここで、ダミー配線57a1,57b1,57c3,57a2,57b2,57c4,57d6のY軸方向の配線幅は、配線部51c1〜51c4やサブフレーム32−4との位置関係を満たす限り、適切な任意の値でよい。また、当該ダミー配線と配線部51c1〜51c4やサブフレーム32−4とのX軸方向の並走部分の長さは、配線部51c1〜51c4やサブフレーム32−4のX軸方向の部分と同じ又はそれより長いことが加工精度を向上させる上で望ましいが、配線するための余地等の理由によって、それより短くてもよい。 Here, as long as the wiring width in the Y-axis direction of the dummy wirings 57a1, 57b1, 57c3, 57a2, 57b2, 57c4, and 57d6 satisfies the positional relationship with the wiring portions 51c1 to 51c4 and the subframe 32-4, any appropriate arbitrary Value is acceptable. Further, the length of the parallel running portion in the X-axis direction between the dummy wiring and the wiring portions 51c1 to 51c4 and the subframe 32-4 is the same as the length in the X-axis direction of the wiring portions 51c1 to 51c4 and the subframe 32-4. Or longer than that is desirable for improving the processing accuracy, but it may be shorter than that for reasons such as room for wiring.
図2において、駆動電極部51−1,51−2,51−5,51−6は、メインフレーム30−1,30−2のX軸方向外側端部にて一体的にY軸方向外側に基板10から浮かせて延設した突出部36a,36bのX軸方向両側にそれぞれ設けられている。各固定電極指51b1,51b2,51b5,51b6は、基板10上に一体的に固着した配線部51c1,51c2,51c5,51c6を介して同基板10上に一体的に固着したパッド部51d1,51d2,51d5,51d6に接続されている。パッド部51d1,51d2,51d5,51d6の上面には、導電金属(例えばアルミニウム)で形成された電極パッド51e1,51e2,51e5,51e6がそれぞれ設けられている。 In FIG. 2, the drive electrode portions 51-1, 51-2, 51-5, and 51-6 are integrally outward in the Y-axis direction at the X-axis direction outer ends of the main frames 30-1 and 30-2. The protrusions 36 a and 36 b that are floated and extended from the substrate 10 are provided on both sides in the X-axis direction. The fixed electrode fingers 51b1, 51b2, 51b5, 51b6 are respectively connected to pad portions 51d1, 51d2, which are integrally fixed on the substrate 10 via wiring portions 51c1, 51c2, 51c5, 51c6 which are integrally fixed on the substrate 10. 51d5 and 51d6 are connected. Electrode pads 51e1, 51e2, 51e5, 51e6 made of conductive metal (for example, aluminum) are provided on the upper surfaces of the pad portions 51d1, 51d2, 51d5, 51d6, respectively.
駆動電極部51−3,51−4,51−7,51−8は、メインフレーム30−3,30−4のX軸方向外側端部にて一体的にY軸方向外側に基板10から浮かせて延設した突出部36c,36dのX軸方向両側にそれぞれ設けられている。各固定電極指51b3,51b4,51b7,51b8は、基板10上に一体的に固着した配線部51c3,51c4,51c7,51c8を介して同基板10上に一体的に固着したパッド部51d3,51d4,51d7,51d8に接続されている。パッド部51d3,51d4,51d7,51d8の上面には、導電金属(例えばアルミニウム)で形成された電極パッド51e3,51e4,51e7,51e8がそれぞれ設けられている。 The drive electrode portions 51-3, 51-4, 51-7, and 51-8 are integrally floated from the substrate 10 outward in the Y-axis direction at the outer ends in the X-axis direction of the main frames 30-3 and 30-4. The projecting portions 36c and 36d extending in the X-axis direction are provided on both sides in the X-axis direction. The fixed electrode fingers 51b3, 51b4, 51b7, 51b8 are respectively connected to pad portions 51d3, 51d4 fixed integrally on the substrate 10 via wiring portions 51c3, 51c4, 51c7, 51c8 fixed integrally on the substrate 10. 51d7 and 51d8 are connected. Electrode pads 51e3, 51e4, 51e7, 51e8 made of conductive metal (for example, aluminum) are provided on the upper surfaces of the pad portions 51d3, 51d4, 51d7, 51d8, respectively.
駆動モニタ電極部52−1〜52−4は、メインフレーム30−1〜30−4のX軸方向内側端部にて一体的にY軸方向外側に基板10から浮かせて延設した突出部36e〜36hのX軸方向片側(図2の場合、図上右側)にそれぞれ設けられている。各固定電極指52b1,52b2,52b3,52b4は、基板10上に一体的に固着した配線部52c1,52c2,52c3,52c4を介して同基板10上に一体的に固着したパッド部52d1,52d2,52d3,52d4に接続されている。パッド部52d1,52d2,52d3,52d4の上面には、導電金属(例えばアルミニウム)で形成された電極パッド52e1,52e2,52e3,52e4がそれぞれ設けられている。 The drive monitor electrode portions 52-1 to 52-4 are integrally protruded and extended from the substrate 10 to the outer side in the Y-axis direction at the inner end portions in the X-axis direction of the main frames 30-1 to 30-4. To 36h on one side in the X-axis direction (in the case of FIG. 2, the right side in the figure). The fixed electrode fingers 52b1, 52b2, 52b3, 52b4 are respectively connected to pad portions 52d1, 52d2, which are integrally fixed on the substrate 10 via wiring portions 52c1, 52c2, 52c3, 52c4 which are integrally fixed on the substrate 10. 52d3 and 52d4. Electrode pads 52e1, 52e2, 52e3, 52e4 made of conductive metal (for example, aluminum) are provided on the upper surfaces of the pad portions 52d1, 52d2, 52d3, 52d4, respectively.
ところで、駆動電極部51−1,51−5と駆動電極部51−3,51−7との形状は互いに同一に設計されるため、エッチング後に基板10の中心軸に対し当該左右の駆動電極部でその仕上がり寸法に差異が生じることを抑えるために、駆動電極部51−3,51−7のY軸方向外側に、他の導電帯層と電気的に接続されていないダミー配線57e3,57f3とが設定される。 By the way, the drive electrode portions 51-1 and 51-5 and the drive electrode portions 51-3 and 51-7 are designed to have the same shape. Therefore, the left and right drive electrode portions with respect to the central axis of the substrate 10 after etching. In order to suppress the difference in the finished dimensions, dummy wirings 57e3 and 57f3 that are not electrically connected to other conductive band layers are provided outside the drive electrode portions 51-3 and 51-7 in the Y-axis direction. Is set.
特に、ダミー配線57e3は、ダミー配線57e3と駆動電極部51−3,51−7のY軸方向外側他端との間隙距離lcと配線部51c5と駆動電極部51−1,51−5とのY軸方向外側他端との間隙距離laとが一致する位置に配置設計される。同様に、図2から明らかなように、ダミー配線57f3のY軸方向に隣接する2つの導電帯層との間隙距離(mc,nc)と配線部52c1のY軸方向に隣接する2つの導電帯層との間隙距離(ma,na)とが一致するように、ダミー配線57f3は配置設計される。 In particular, the dummy wiring 57e3 includes a gap distance lc between the dummy wiring 57e3 and the other end in the Y-axis direction of the driving electrode portions 51-3 and 51-7, and the wiring portion 51c5 and the driving electrode portions 51-1 and 51-5. It is arranged and designed at a position where the gap distance la with the other outer end in the Y-axis direction matches. Similarly, as apparent from FIG. 2, the gap distance (mc, nc) between the two conductive band layers adjacent to the dummy wiring 57f3 in the Y-axis direction and the two conductive bands adjacent to the wiring section 52c1 in the Y-axis direction. The dummy wiring 57f3 is arranged and designed so that the gap distance (ma, na) with the layer matches.
したがって、このような位置にダミー配線57e3,57f3を設定することによって、エッチングを行っても、互いに同一構造の形状を有する駆動電極部51−3,51−7と駆動電極部51−1、51−5との仕上がり寸法を正確に一致させることができる(特に、X軸方向の仕上がり寸法)。また、各配線部間の間隙距離も同一であるので、当該配線部の配線幅についてもエッチング後の仕上がり寸法を正確に一致させることができる。 Therefore, by setting the dummy wirings 57e3 and 57f3 at such positions, the drive electrode portions 51-3 and 51-7 and the drive electrode portions 51-1 and 51 having the same shape as each other even if etching is performed. It is possible to accurately match the finished dimension with -5 (particularly, the finished dimension in the X-axis direction). Further, since the gap distance between the wiring portions is also the same, the finished dimensions after etching can be made to coincide accurately with respect to the wiring width of the wiring portion.
以上、上述の実施例によれば、左右で形状又はその一部分が同一に設計された導電帯層の仕上がり寸法の左右での差を抑えた角速度検出素子が得られる。 As described above, according to the above-described embodiment, an angular velocity detecting element can be obtained in which the difference between the left and right finished dimensions of the conductive band layer that is designed to be the same in shape on the left and right or a part thereof is suppressed.
近年の検出特性の多様化(例えば、3軸の加速度の同時検出、角速度と加速度の同時検出など)に伴って、検出素子の配線や微細化が進んでいる一方で、検出素子の外部回路と接続されるパッド部の位置が固定される等の制約条件などがあるため、中心軸からの距離が異なる左右非対称の形状に設計する場合であっても、上述の位置関係でダミー配線を設けることによって、形状が左右で同一に設計された部分のエッチング後の仕上がり寸法を左右で同一にすることができる。そして、検出特性のオフセットが生じないため、良品率の向上を図ることができる。 With the recent diversification of detection characteristics (for example, simultaneous detection of triaxial acceleration, simultaneous detection of angular velocity and acceleration, etc.), while the wiring and miniaturization of detection elements have been advanced, Because there are constraints such as the position of the pad part to be connected fixed, dummy wiring should be provided in the above positional relationship even when designing a left-right asymmetric shape with a different distance from the central axis. Thus, the finished dimensions after etching of the portions designed to be the same on the left and right can be made the same on the left and right. And since the offset of a detection characteristic does not arise, the improvement of a non-defective product rate can be aimed at.
特に、駆動電極部に入力される角速度検出素子を駆動するための駆動信号は、角速度を検出するために必要な他の信号よりも重要な信号であるため、位相遅れ等の誤差が生じないようにする必要がある。したがって、駆動電極部や駆動電極部に電気的に接続される配線部(例えば、51c1〜51c8)に隣接して上述のダミー配線を設けることによって、そのような誤差を抑えるべく、当該駆動電極部やその接続配線部の仕上がり寸法を狙い値どおりにすることができる。 In particular, the drive signal for driving the angular velocity detecting element input to the drive electrode unit is more important than other signals necessary for detecting the angular velocity, so that an error such as a phase delay does not occur. It is necessary to. Therefore, by providing the above-described dummy wiring adjacent to the driving electrode portion and the wiring portion (for example, 51c1 to 51c8) electrically connected to the driving electrode portion, the driving electrode portion And the finished dimensions of the connecting wiring portion can be set to the target values.
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
10 基板
20,20−1,20−2 振動子
23a,51c1〜51c8 配線部
30−1〜30−4 メインフレーム
32−1〜32−4 サブフレーム、終端部
36a〜36h 突出部
51−1〜51−16 駆動電極部
52−1〜52−8 駆動モニタ電極部
57a1,57b1,57c3,57a2,57b2,57c4,57d6,57e3,57f3 ダミー配線
A 絶縁層
B 導電帯層
X,Y 基板10の対称軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Board | substrate 20,20-1,20-2 Vibrator 23a, 51c1-51c8 Wiring part 30-1-30-4 Main frame 32-1-1-32-4 Sub-frame, termination | terminus part 36a-36h Protrusion part 51-1 51-16 Drive electrode portion 52-1 to 52-8 Drive monitor electrode portion 57a1, 57b1, 57c3, 57a2, 57b2, 57c4, 57d6, 57e3, 57f3 Dummy wiring A Insulating layer B Conductive band layer X, Y Symmetry of substrate 10 axis
Claims (6)
前記表面に平行な基準方向に対して、前記基準方向に直交する方向の第1の側に前記第1の部材が設けられ、前記基準方向に直交する方向の第2の側に前記第2の部材が設けられる、センサ素子であって、
前記表面上に設けられた部材と電気的に非接続のダミー部材が、前記第1の部材と前記第1の部材に隣接して前記表面上に設けられた第3の部材との位置関係と等しい位置関係で、前記第2の部材に隣接して設けられたことを特徴とする、センサ素子。 First and second members having the same layer structure are provided on the surface of the substrate,
The first member is provided on a first side in a direction orthogonal to the reference direction with respect to a reference direction parallel to the surface, and the second member is provided on a second side in a direction orthogonal to the reference direction. A sensor element provided with a member,
A dummy member electrically disconnected from the member provided on the surface, and a positional relationship between the first member and a third member provided on the surface adjacent to the first member; A sensor element provided adjacent to the second member in an equal positional relationship.
前記表面に平行な基準方向に対して、前記基準方向に直交する方向の第1の側に前記第1の部材を設けられ、前記基準方向に直交する方向の第2の側に前記第2の部材が設けられる、センサ素子の製造方法であって、
前記表面上に設けられた部材と電気的に非接続のダミー部材を、前記第1の部材と前記第1の部材に隣接して前記表面上に設けられた第3の部材との位置関係と等しい位置関係で、前記第2の部材に隣接して設けることを特徴とする、センサ素子の製造方法。 First and second members having the same layer structure are provided on the surface of the substrate,
The first member is provided on a first side in a direction orthogonal to the reference direction with respect to a reference direction parallel to the surface, and the second member is provided on a second side in a direction orthogonal to the reference direction. A method of manufacturing a sensor element, wherein a member is provided,
A dummy member electrically disconnected from a member provided on the surface, and a positional relationship between the first member and a third member provided on the surface adjacent to the first member; A method of manufacturing a sensor element, wherein the sensor element is provided adjacent to the second member in an equal positional relationship.
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- 2008-02-15 JP JP2008034938A patent/JP2009192426A/en active Pending
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